連続モードでのフェノール除去のためのシリカキトサンのサポート上の固定化されたラッカーゼに基づくバイオリアクターの設計

シリカキトサンサポートがラッカーゼ固定化に使用されました。ハイブリッドサポートは、キトサンのシラノールおよびヒドロキシル基を調整するリンク剤としてカルシウムイオンを使用して得られました。その後、不溶性の生体触媒をカラムに詰め込み、フェノール除去のためにフローシステムで使用しました。固定化された酵素反応器（IMER）は、良好な貯蔵安定性（70日での活動の70％）と良好な再利用性（キトサン型の機能における4回目の再利用時の触媒活性の90〜50％）を示しました。フェノール除去の最良の性能は、pH 5のカニ殻からの低分子量キトサンと0.7 ml/minの流量で得られました。見かけのMichaelis-Menten（Vmaxapp、Kmapp）と固有の（vmaxinh、Kminh）定数も、システムの性能に対するフェノール構造の影響を評価するために決定されました。フェノール混合物の酵素酸化（4-メチルカテコール、カテコール、カフェ酸、シリン酸、バニリン酸、P-クマリン酸、チロソル）を、HPLCによる連続モードで21時間追跡しました。90％のフェノール混合除去も、Folin-Ciocalteuアッセイによって確認されました。

A silica-chitosan support was employed for laccase immobilization. The hybrid support was obtained using calcium ion as linking agent that coordinates silanol and hydroxyl groups of chitosan. The insoluble biocatalyst was then packed in a column and used in a flow system for phenol removal. The immobilized enzyme reactor (IMER) showed a good storage stability (70 % of activity in 70 days) and good reusability (90-50 % of catalytic activity at the 4th reuse in function of chitosan type). The best performance for the phenol removal was obtained with a low molecular weight chitosan from crab shells at pH 5 and with a flow rate of 0.7 mL/min. The apparent Michaelis-Menten (Vmaxapp, Kmapp) and the inherent (Vmaxinh, Kminh) constants were also determined to evaluate the influence of the phenol structure on the performance of the system. The enzymatic oxidation of a phenol mixture (4-methylcatechol, catechol, caffeic acid, syringic acid, vanillic acid, p-coumaric acid, and tyrosol) was followed for 21 h in a continuous mode by HPLC. The phenol mixture removal of 90 % was also confirmed by Folin-Ciocalteu assay.